JP4302086B2 - Tunnel wellhead structure and shock absorber - Google Patents
Tunnel wellhead structure and shock absorber Download PDFInfo
- Publication number
- JP4302086B2 JP4302086B2 JP2005282039A JP2005282039A JP4302086B2 JP 4302086 B2 JP4302086 B2 JP 4302086B2 JP 2005282039 A JP2005282039 A JP 2005282039A JP 2005282039 A JP2005282039 A JP 2005282039A JP 4302086 B2 JP4302086 B2 JP 4302086B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tunnel
- cross
- sectional area
- shock absorber
- buffer region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)
Description
本発明は、たとえば新幹線等のように高速で走行する車両が通過するトンネルに適用されるトンネル坑口部構造及び緩衝工装置に関する。 The present invention relates to a tunnel wellhead structure and a shock absorber device applied to a tunnel through which a vehicle traveling at a high speed, such as a Shinkansen, passes.
たとえば新幹線や浮上式鉄道等のように高速で走行する車両がトンネル入口に突入する際には、トンネル内において急激な圧力変動が発生する。この圧力変動は、圧縮波としてトンネル内部を伝わってトンネル出口側に至り、微気圧波と呼ばれるパルス状の圧力波となる。このような微気圧波の強さは、トンネル内の圧縮波面の勾配に比例することが報告されている。（たとえば、非特許文献１参照）
微気圧波は衝撃音を伴い、付近住民に対する環境問題となっており、これを解決するため、従来より緩衝工装置と呼ばれるフード状の構造物がトンネルを延長する形でトンネル坑口外部に設けられている。このような緩衝工装置は、通常トンネル断面より大きな一定断面に形成したフード状の構造物であるが、単純な断面積の減少部や途中に開口を設ける等の工夫が施されたものもある。また、微気圧波に伴う衝撃音の低減効果は、緩衝工装置の入口断面形状（断面積）を大きくするほどよいとされる。
For example, when a vehicle that travels at a high speed, such as a Shinkansen or a floating railway, enters the tunnel entrance, a sudden pressure fluctuation occurs in the tunnel. This pressure fluctuation is transmitted as a compression wave inside the tunnel to the tunnel exit side, and becomes a pulsed pressure wave called a micro-pressure wave. It has been reported that the intensity of such a micro-pressure wave is proportional to the gradient of the compression wavefront in the tunnel. (For example, see Non-Patent Document 1)
Micro-pressure waves are accompanied by impact noise and are an environmental problem for local residents. In order to solve this problem, a hood-like structure called a shock absorber has been installed outside the tunnel wellhead to extend the tunnel. ing. Such a shock absorber is a hood-like structure that is usually formed in a constant cross-section larger than the tunnel cross-section, but there are some that have been devised such as a simple reduced cross-sectional area or an opening in the middle. . Further, the effect of reducing the impact sound caused by the micro-pressure wave is considered to be better as the inlet cross-sectional shape (cross-sectional area) of the shock absorber is increased.
一方、近年のさらなる車両高速化に伴い、高速車両が外部から緩衝工装置へ、または緩衝工装置からトンネル入口へ突入する際、あるいは、高速車両がトンネルから緩衝工装置へ、または緩衝工装置から外部へ退出する際には、トンネルの出入口で発生し、出入口周辺に直接放射される低周波音のエネルギーも大きくなる。このような低周波音は、トンネル出入口付近の家屋等を振動させる原因となるので、低周波音の低減効果も大きい緩衝工装置が提案されている。この緩衝工装置は、フード状構造物の壁や天井等を一部切り欠いた切欠部もしくは端部側へ断面積を逓増させた開端部を備えたり、あるいは、断面積が逓減する絞り部を備えた構成とされる。（たとえば、特許文献１参照）
しかしながら、上述した従来の緩衝工装置のように、一定断面や単調な断面積減少等では微気圧波に伴う衝撃音の低減効果が満足できるレベルにないというのが実情である。このため、車両の高速化が今後も促進される状況にあっては、より厳しい条件下で環境問題を解消するため、低減効果をより一層向上させることが望まれる。
また、従来の緩衝工装置は、通常トンネル内より大きい一定断面のフード状構造物であり、しかも、入口の断面積を大きくするほど衝撃音の低減効果も良好であるため、立地条件によってはトンネルの坑口付近に設置することが困難になることも予想される。
このような背景から、トンネルの断面積に近いできるだけ小さな断面積にして、微気圧波に伴う衝撃音の良好な低減効果を得られるトンネル坑口部構造及び緩衝工装置の開発が望まれる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、比較的小さな断面積でも微気圧波に伴う衝撃音を低減できるトンネル坑口部構造及び緩衝工装置を提供することにある。
However, as in the conventional shock absorber described above, the actual situation is that the effect of reducing the impact sound associated with the micro-pressure wave is not satisfactory with a constant cross-section or monotonous cross-sectional area reduction. For this reason, in a situation where speeding up of the vehicle will continue to be promoted in the future, it is desired to further improve the reduction effect in order to solve environmental problems under more severe conditions.
In addition, the conventional shock absorber is a hood-like structure with a constant cross section that is larger than the inside of a normal tunnel, and the impact noise is reduced more effectively as the cross-sectional area of the entrance is increased. It is also expected that it will be difficult to install near the wellhead.
From such a background, it is desired to develop a tunnel wellhead structure and a shock absorber that can obtain a favorable effect of reducing the impact sound caused by the micro-pressure wave by reducing the cross-sectional area as close as possible to the cross-sectional area of the tunnel.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a tunnel wellhead structure and a shock absorber that can reduce impact sound caused by a micro-pressure wave even with a relatively small cross-sectional area. There is.
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明のトンネル坑口部構造は、トンネル入口から車両が突入して発生する急激な圧力変動に起因する微気圧波を低減するトンネル坑口部構造において、前記トンネル入口部にトンネル内部に向かって断面積が増加する部分を含む緩衝領域を形成したことを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
Tunnel wellhead part structure of the present invention, the cross-sectional area toward the tunnel wellhead unit structure to reduce the micro pressure wave caused by the sudden pressure change which occurs vehicle enters the tunnel entrance, inside the tunnel to the tunnel inlet This is characterized in that a buffer region including a portion where the increase is formed is formed.
このような本発明のトンネル坑口部構造によれば、トンネル入口部にトンネル内部に向かって断面積が増加する部分を含む緩衝領域を形成したので、高速で走行する車両がトンネル内に突入して発生する圧縮波面の勾配は、断面積の増加により減少する。 According to the tunnel well structure of the present invention as described above, since the buffer region including the portion where the cross-sectional area increases toward the inside of the tunnel is formed at the tunnel entrance, a vehicle traveling at high speed enters the tunnel. The generated compression wavefront gradient decreases with increasing cross-sectional area.
上記のトンネル坑口部構造において、前記緩衝領域は、断面積の増減を繰り返すことが好ましく、これにより、圧縮波面の勾配は断面積の増減により緩急を繰り返しながら減少する。
また、上記のトンネル坑口部構造において、前記緩衝領域は、断面積の増加割合が減少割合より急激に設定されていることが好ましく、これにより、圧縮波面の勾配は急激に減少する。
In the above-described tunnel well structure, the buffer region preferably repeats increase and decrease of the cross-sectional area, whereby the gradient of the compression wavefront decreases while repeating the increase and decrease by the increase and decrease of the cross-sectional area.
In the tunnel well structure described above, it is preferable that the buffer region has a cross-sectional area increasing rate that is set more rapidly than the decreasing rate, whereby the slope of the compression wavefront decreases rapidly.
上記のトンネル坑口部構造において、前記緩衝領域は、トンネル外部に設置される緩衝工装置に形成されていることが好ましく、これにより、衝撃音対策としてトンネル内の断面積を変更する必要はない。
また、上記のトンネル坑口部構造において、前記緩衝領域の少なくとも一部がトンネル内部に形成されていることが好ましく、これにより、トンネルの立地条件により緩衝工装置の設置が困難な場合でも衝撃音対策を実施できる。特に、必要な緩衝領域を全てトンネル内に形成すれば、トンネル入口周辺の立地条件に影響されることはない。
In the tunnel well opening structure described above, it is preferable that the buffer region is formed in a shock absorber installed outside the tunnel, so that it is not necessary to change the cross-sectional area in the tunnel as a measure against impact noise.
Further, in the tunnel well opening structure described above, it is preferable that at least a part of the buffer region is formed inside the tunnel, so that even if it is difficult to install the shock absorber due to the location of the tunnel, it is a countermeasure against impact noise. Can be implemented. In particular, if all necessary buffer regions are formed in the tunnel, the location conditions around the tunnel entrance will not be affected.
本発明の緩衝工装置は、トンネルの坑口部に設置され、車両の突入により発生する急激な圧力変動に起因する微気圧波を低減する緩衝工装置において、トンネル内部に向かって断面積が増加する部分を含む緩衝領域を備えていることを特徴とするものである。 The shock absorber according to the present invention is installed at the tunnel head portion of the tunnel , and in the shock absorber that reduces micro-pressure waves caused by the rapid pressure fluctuation generated by the entry of the vehicle, the cross-sectional area increases toward the inside of the tunnel. A buffer region including a portion is provided.
このような本発明の緩衝工装置によれば、トンネル内部に向かって断面積が増加する部分を含む緩衝領域を備えているので、高速で走行する車両がトンネルの坑口部に設置された緩衝工装置内に突入して発生する圧縮波面の勾配は、断面積の増加により減少する。 According to such a buffering device of the present invention, since the buffering region including the portion where the cross-sectional area increases toward the inside of the tunnel is provided, the buffering device in which the vehicle traveling at a high speed is installed at the wellhead portion of the tunnel The gradient of the compression wavefront generated by entering the apparatus decreases with an increase in the cross-sectional area.
上記の緩衝工装置において、前記緩衝領域は、断面積の増減を繰り返すことが好ましく、これにより、圧縮波面の勾配は断面積の増減により緩急を繰り返しながら減少する。
また、上記の緩衝工装置において、前記緩衝領域は、断面積の増加割合が減少割合より急激に設定されていることが好ましく、これにより、圧縮波面の勾配は急激に減少する。
In the above-described shock absorber, it is preferable that the buffer region repeats the increase / decrease in the cross-sectional area, whereby the slope of the compression wave front decreases while repeating the increase / decrease in the cross-sectional area.
Moreover, in the above-described buffering device, the buffer region preferably has a cross-sectional area increasing rate set more rapidly than a decreasing rate, whereby the slope of the compression wavefront decreases rapidly.
上述した本発明のトンネル坑口部構造によれば、トンネル内部に向かって断面積が増加する部分を含む緩衝領域をトンネル入口部に形成したので、高速で走行する車両がトンネル内に突入して発生する圧縮波面の勾配は断面積の増加により減少し、トンネル内部を伝わってトンネル出口側に至る微気圧波に伴う衝撃音が低減される。また、断面積の増減を繰り返したり、断面積の増加割合を減少割合より急激に設定したりすることにより、トンネル内部を伝わってトンネル出口側に至る微気圧波に伴う衝撃音を低減する効果はより一層向上するので、トンネル出口付近で発生していた衝撃音の環境問題を低減または解決するという顕著な効果が得られる。
さらに、緩衝領域の少なくとも一部をトンネル内部に形成することにより、トンネル入口周辺の立地条件に影響されることなく、トンネルと比較してそれほど大きな断面積とすることなく容易に衝撃音対策を実施することができる。
According to the tunnel well opening structure of the present invention described above, since a buffer region including a portion where the cross-sectional area increases toward the inside of the tunnel is formed at the tunnel entrance, a vehicle traveling at high speed enters the tunnel and is generated. The gradient of the compression wavefront to be reduced decreases with an increase in the cross-sectional area, and the impact sound accompanying the micro-pressure wave that travels through the tunnel and reaches the tunnel exit side is reduced. Also, by repeating the increase / decrease of the cross-sectional area or setting the increase rate of the cross-sectional area more rapidly than the decrease rate, the effect of reducing the impact sound accompanying the micro-pressure wave that travels through the tunnel and reaches the tunnel exit side is Since it improves further, the remarkable effect of reducing or solving the environmental problem of the impact sound generated near the tunnel exit can be obtained.
Furthermore, by forming at least a part of the buffer area inside the tunnel, impact noise countermeasures can be easily implemented without being affected by the location conditions around the tunnel entrance and without having a much larger cross-sectional area than the tunnel. can do.
また、上述した本発明の緩衝工装置によれば、トンネル内部に向かって断面積が増加する部分を含む緩衝領域を形成したので、高速で走行する車両がトンネルの坑口部に設置された緩衝工装置内に突入して発生する圧縮波面の勾配は断面積の増加により減少する。このため、トンネル内部を伝わってトンネル出口側に至る微気圧波に伴う衝撃音が低減され、さらに、断面積の増減を繰り返したり、断面積の増加割合を減少割合より急激に設定したりすることにより、トンネル内部を伝わってトンネル出口側に至る微気圧波に伴う衝撃音を低減する効果はより一層向上するので、この緩衝工装置を設置することにより、トンネル出口付近で発生していた衝撃音の環境問題を低減または解決するという顕著な効果が得られる。 In addition, according to the above-described shock absorber device of the present invention, the buffer region including the portion where the cross-sectional area increases toward the inside of the tunnel is formed, so that the buffer member in which the vehicle traveling at high speed is installed at the wellhead portion of the tunnel The gradient of the compression wavefront generated by entering the apparatus decreases with an increase in the cross-sectional area. For this reason, the impact sound associated with the micro-pressure wave that travels through the tunnel and reaches the tunnel exit side is reduced, and the cross-sectional area is repeatedly increased or decreased, or the cross-sectional area increase rate is set more rapidly than the decrease rate. This further improves the effect of reducing the impact noise associated with micro-pressure waves that travel through the tunnel and reach the tunnel exit side. By installing this shock absorber, the impact sound that was generated near the tunnel exit The remarkable effect of reducing or solving the environmental problem is obtained.
以下、本発明に係るトンネル坑口部構造及び緩衝工装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１（ａ）に示すトンネル１０は、たとえば新幹線や超電導磁気浮上式リニアモーターカーのように高速で走行する車両１が通過するもので、両方の坑口部１１にはフード状構造物の緩衝工装置２０が隙間なく設置されている。この緩衝工装置２０は、たとえば鉄骨等で形成したフレームに鋼材等の壁面を取り付けた構成とされる。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a tunnel well structure and a shock absorber according to the invention will be described with reference to the drawings.
A
緩衝工装置２０は地上に固定設置され、車両１が走行する空間を覆って外部から遮断するように構成されている。緩衝工装置２０の内壁面２１は、トンネル内部に向かって断面積が増加する部分を含む緩衝領域を備えている。図１に示す緩衝工装置２０の場合、断面形状が略半円形状のフード状とされ、軸方向（車両進行方向）に断面積の増減を繰り返すことで鋸歯状の断面形状となる緩衝領域が全長にわたって形成されている。この緩衝領域において、最も断面積の小さい部分は、車両１の通過に支障がないようトンネル１０の断面積と同様になる。
緩衝領域に設けた断面積の増減は、図１（ｂ）に示す例では、車両１が進入してくる入口部２２の断面積Ｓ１を最大とし、トンネル１０の内部へ向けて直線的に減少して最小の断面積Ｓ２となる。そして、最小の断面積Ｓ２から最大の断面積Ｓ１に再度増加する領域を形成した後、以下同様の断面積変化（Ｓ１→Ｓ２→Ｓ１→Ｓ２・・・）を繰り返し、最終的にトンネル１０と同じ断面積となって連結される。この場合、断面積が増加（Ｓ２→Ｓ１）する割合は、断面積が減少する割合（Ｓ１→Ｓ２）より急激になるよう設定されている。なお、最小の断面積Ｓ２は、トンネル１０の断面積と同じになる。
The
In the example shown in FIG. 1B, the increase / decrease in the cross-sectional area provided in the buffer region is linearly decreased toward the inside of the
ところで、上述した図１の実施形態では、別体の緩衝工装置２０に必要長さの緩衝領域を形成してトンネル１０の外部に連結する構成としたが、たとえば図２に示すように、立地条件等に応じて緩衝領域の少なくとも一部がトンネル１０の内部に形成された構成としてもよい。
具体的には、たとえば地形や用地の問題等により、トンネル１０の両側に緩衝工装置２０を設置する十分なスペースの確保が困難な場合や、設置は可能であっても工事等に多額のコストを要する場合など、緩衝工装置２０の一部または全体をトンネル１０の内部に組み込んで設置すればよい。
By the way, in embodiment of FIG. 1 mentioned above, it was set as the structure which forms the buffer area | region of required length in the separate
Specifically, for example, when it is difficult to secure a sufficient space for installing the
図２（ａ）に示す第１変形例では、断面積変化を繰り返す緩衝領域の必要長さが、トンネル１０の外側に設置した緩衝工装置２０と、トンネル１０の内面に形成した断面積変化部１２とにより確保されている。この場合、トンネル１０内の断面積変化部１２については、たとえば必要長さとした緩衝工装置２０の一部をトンネル１０内に埋め込んで形成してもよいし、あるいは、トンネル１０の内壁面を直接鋸歯状に形成してもよい。
また、図２（ｂ）に示す第２変形例のように、緩衝領域の全てをトンネル１０の坑口部１１からトンネル内部へ向けて形成してもよい。この場合、必要長さの緩衝工装置２０を全てトンネル１０内に埋め込む構成としてもよいし、あるいは、トンネル１０の内壁面を必要長さにわたって直接鋸歯状に形成してもよい。
In the first modification shown in FIG. 2A, the required length of the buffer region that repeats the cross-sectional area change is the
Further, as in the second modification shown in FIG. 2B, the entire buffer region may be formed from the well opening 11 of the
ここで、上述した緩衝領域の効果について、図３に示す４種類の解析モデル毎に解析結果を図４ないし図７に示して説明する。なお、図３において、横軸を緩衝工装置２０及びトンネル１０の軸方向長さＸとし、縦軸に断面積Ａの変化が示されている。
図３に示す解析モデルは、（１）緩衝工装置なし、（２）基本緩衝工装置、（３）緩衝工装置１及び（４）緩衝工装置２の４種類である。
Here, the effect of the buffer region described above will be described with reference to FIGS. 4 to 7 showing the analysis results for each of the four types of analysis models shown in FIG. In FIG. 3, the horizontal axis represents the axial length X of the
The analysis models shown in FIG. 3 are four types: (1) no shock absorber, (2) basic shock absorber, (3) shock absorber 1 and (4) shock absorber 2.
図３に示す解析モデルにおいて、（１）の「緩衝工装置なし」は、緩衝工装置２０が全く設けられていない通常のトンネル１０のことであり、その模式図が図３に一点鎖線で示されている。すなわち、トンネル１０の坑口部１１から反対側坑口まで、トンネル内部の断面積変化がない解析モデルである。なお、図３の緩衝工装置部分に示す一点鎖線は、後述する解析モデルにおける断面積変化の基準線（最小面積）としてトンネル１０の断面積を延長したものである。
「緩衝工装置なし」の解析モデルについて、その解析結果を図４に示す。この解析結果は、横軸を空間とし、縦軸を時間として、一本の線における高さが各時刻における圧力時間変化（∂ｐ／∂ｔ）の空間分布を示している。
In the analysis model shown in FIG. 3, “No shock absorber” in (1) means a
FIG. 4 shows the analysis result of the analysis model “without buffer device”. This analysis result shows the spatial distribution of the pressure time change (∂p / ∂t) at each time with the height on one line, where the horizontal axis is space and the vertical axis is time.
図４のグラフにおいて、車両１が走行して先端部が坑口部１１からトンネル１０内に入ると、トンネル１０の断面積が車両１の断面積分だけ減少する。このため、トンネル１０の内圧は急激に上昇し、圧力時間変化は急激に大きくなる。すなわち、車両１がトンネル１０内に突入することにより、圧縮波（突入波）が発生して圧力時間変化は急増することとなる。この圧力時間変化の急変は、図４のグラフにおいて、各時刻毎の分布を示す線で紙面右側から左側へ延びる平坦な水平線が略垂直に立ち上がる急変部分に表れている。
そして、圧力時間変化の急変後においては、坑口部１１から進入する車両１の断面形状が先端部から略一定になるまでの間（以下、「先頭部」と呼ぶ）、車両１の断面積変化やノイズ等により多少の変動を伴うものの、トンネル１０内は比較的高い圧力に保たれるため顕著な圧力時間変化は見られない。
In the graph of FIG. 4, when the vehicle 1 travels and the leading end enters the
Then, after a sudden change in the pressure time change, the cross-sectional area change of the vehicle 1 is continued until the cross-sectional shape of the vehicle 1 entering from the
すなわち、図４においては、上述した圧力時間変化の急増により屹立する壁面状部分で突入波が形成され、この壁面状部分より紙面左側に存在する凹部（圧力が減少する方向に変化する部分）の後には、トンネル１０の断面積が一定でかつ車両１の断面積も略一定になるためほとんど圧力時間変化のない状態となる。
このような圧力時間変化の分布を見ると、トンネル１０の坑口部１１に車両１が進入する際に大きな圧力時間変化を生じた後にはそれほど大きな変化はなく、特に、車両１の断面積が略一定になった後は安定した状態となる。このため、トンネル１０の入口部で発生した突入波はトンネル１０内を伝播し、反対側の出口で微気圧波の騒音（パルス音）となる。
That is, in FIG. 4, a rush wave is formed in a wall-like portion that stands up due to the rapid increase in the pressure time change described above, and a concave portion (a portion that changes in a direction in which the pressure decreases) exists on the left side of the wall-like portion. Later, since the cross-sectional area of the
Looking at the distribution of such a pressure time change, there is no significant change after a large pressure time change when the vehicle 1 enters the tunnel opening 11 of the
次に、図３に示す解析モデルにおいて、（２）の「基本緩衝工装置」は、トンネル１０の断面積より大きな一定断面形状（断面積一定）の緩衝工装置を設置した場合であり、その模式図が図３に二点鎖線で示されている。すなわち、緩衝工装置からトンネル１０に入る時点で１回だけ断面形状が変化し、緩衝工装置の断面積からトンネル１０の断面積に減少する場合の解析モデルである。
この「基本緩衝工装置」の解析結果は図５に示されており、圧力時間変化の分布傾向は上述した「緩衝工装置なし」と酷似している。但し、圧力時間変化の急増により屹立する壁面状の部分は緩衝工装置の入口より伝播したものであり、この壁面状部分より紙面左側の凹部は緩衝工装置内で移動する車両１の先頭部の軌跡である。なお、壁面状部分及び凹部と交差するように形成された凸状の部分は、緩衝工装置からトンネル１０に入る部分で断面積が減少した部分からの圧力波の伝播を示す。
緩衝工装置の入口で発生する圧縮波は、上述した「緩衝工装置なし」の場合と比較して断面積が大きいためやや小さくなるものの、緩衝工装置及びトンネル１０内を伝播し、反対側の出口で微気圧波の騒音（パルス音）となる。この場合、緩衝工装置を設けたことにより断面積が増加し、最初の圧縮波面の勾配が小さくなったため反対側出口の騒音が低減される。
Next, in the analysis model shown in FIG. 3, the “basic buffering device” in (2) is a case where a buffering device having a constant cross-sectional shape (cross-sectional area constant) larger than the cross-sectional area of the
The analysis result of this “basic shock absorber” is shown in FIG. 5, and the distribution tendency of the pressure time change is very similar to the above “without shock absorber”. However, the wall-like portion that stands up due to the rapid increase in pressure time is propagated from the entrance of the shock absorber, and the concave portion on the left side of the paper surface from the wall-like portion is the top of the vehicle 1 that moves in the shock absorber. It is a trajectory. In addition, the convex-shaped part formed so that it may cross | intersect a wall-shaped part and a recessed part shows propagation of the pressure wave from the part into which the cross-sectional area decreased in the part which enters into the
The compression wave generated at the entrance of the shock absorber is slightly smaller because the cross-sectional area is larger than that in the case of “no shock absorber” described above, but propagates in the shock absorber and the
次に、図３に示す解析モデルにおいて、（３）の「緩衝工装置１」は、本発明の一例として断面積変化を繰り返す緩衝工装置を設置した場合の解析モデルであり、その模式図が図３に破線で示されている。この解析モデルは、断面積の最大値が上述した（２）の基本緩衝工と同じ値とされ、断面積変化の最小値がトンネル１０の断面積と一致している。また、この解析モデルでは、緩衝工装置の入口の断面積が上述した（２）の基本緩衝工装置と同じに設定され、最初に比較的緩やかにトンネル１０の断面積まで減少させた後、基本緩衝工装置と同じ断面積（断面形状）まで急激に断面積を増加させるという順番で断面積変化を繰り返す。
Next, in the analysis model shown in FIG. 3, “buffering device 1” in (3) is an analysis model when a buffering device that repeats a change in cross-sectional area is installed as an example of the present invention. This is indicated by a broken line in FIG. In this analysis model, the maximum value of the cross-sectional area is set to the same value as that of the basic buffer work of (2) described above, and the minimum value of the cross-sectional area change is coincident with the cross-sectional area of the
このような断面積の増減により、図６に示す「緩衝工装置１」の解析結果のように、緩衝工装置の入口で発生した圧縮波面の勾配は緩急を繰り返しながら減少した上で、トンネル１０の反対側（出口側）へ伝播する。このため、トンネル１０の反対側出口で発生する微気圧波の騒音（パルス音）は、上述した「基本緩衝工装置」よりも低減されたものとなる。
As a result of the increase / decrease in the cross-sectional area, the gradient of the compression wave front generated at the entrance of the buffering device decreases as it repeats gradual as shown in the analysis result of “buffering device 1” shown in FIG. Propagates to the opposite side (exit side). For this reason, the noise (pulse sound) of the micro-pressure wave generated at the exit on the opposite side of the
最後に、図３に示す解析モデルにおいて、（４）の「緩衝工装置２」は、本発明の一例として断面積変化を繰り返す緩衝工装置を設置した場合の解析モデルであり、その模式図が図３に実線で示されている。この解析モデルは、断面積の最大値が上述した（２）の基本緩衝工よりも大きく設定されており、断面積変化の最小値はトンネル１０の断面積と一致している。また、この解析モデルでは、緩衝工装置の入口の断面積が最大値に設定され、最初に比較的緩やかにトンネル１０の断面積まで減少させた後、最大値まで急激に断面積を増加させるという順序で断面積変化を繰り返す。
Finally, in the analysis model shown in FIG. 3, the “buffering device 2” in (4) is an analysis model when a buffering device that repeats a change in cross-sectional area is installed as an example of the present invention. This is indicated by a solid line in FIG. In this analysis model, the maximum value of the cross-sectional area is set to be larger than that of the basic buffer work of (2) described above, and the minimum value of the cross-sectional area change coincides with the cross-sectional area of the
この「緩衝工装置２」の解析結果は図７に示されており、圧力時間変化の分布傾向は、圧力時間変化の高さを除いて上述した「緩衝工装置１」と略同じ傾向になっている。しかし断面積の増減が緩衝工装置１よりも大きいためトンネル１０の反対側出口で発生する微気圧波の騒音（パルス音）は、緩衝工装置１よりも低減されたものとなる。
The analysis result of the “buffering device 2” is shown in FIG. 7, and the distribution tendency of the pressure time change is substantially the same as the above “buffering device 1” except for the height of the pressure time change. ing. However, since the increase / decrease of the cross-sectional area is larger than that of the shock absorber 1, the noise (pulse sound) of the micro-pressure wave generated at the exit on the opposite side of the
このように、本発明による緩衝工装置２０を設置することにより、トンネル１０の入口部に断面積が増加する部分を含む緩衝領域が形成されるため、高速で走行する車両１がトンネル１０内に突入して発生する圧力波面の勾配は、断面積の増加により減少する。このような緩衝工装置２０の構成、すなわち緩衝領域に断面積が増加する部分を含むという構成は、緩衝領域における圧力変動において、断面積の増加による圧縮波面の勾配の減少が断面積の減少による圧縮波面の勾配の増加よりも大きいという本発明者の知見に基づくものである。
また、同様の知見により、上述した緩衝工装置２０の緩衝領域は、断面積の増加割合が減少割合より急激に設定されていることが好ましい。
また、上述した緩衝工装置２０は、緩衝領域において断面積の増減を繰り返すことが好ましく、このような断面積変化の繰り返しにより、圧縮波面の勾配も緩急を繰り返しながらより大きな減少をする。
In this way, by installing the
Moreover, it is preferable that the increase rate of a cross-sectional area is set more rapidly than the decrease rate in the buffer region of the
Moreover, it is preferable that the
ところで、緩衝領域の断面積分布については、上述した図１から図３に限定されることはなく、種々の実施形態が可能である。
図８に示す断面積分布は、何れも入口部の断面積が広く、最初に断面積を減少させた後に拡大するという順序の繰り返しパターンである。
図８（ａ）に示す断面積分布は、入口部から直線的に断面積を減少させた後、略垂直な直線形状で断面積を増すという順序で断面積変化を繰り返す例である。なお、直線状の面積減少部分及び面積増加部分は、何れも曲線であってもよい。
図８（ｂ）に示す断面積分布は、入口部の断面形状が最大となるように始点を設定したサインカーブにより、同じ増減割合で断面積変化を繰り返す例である。なお、サインカーブに代えて、同じ増減割合で直線的な断面積の増減をしてもよい。
By the way, the cross-sectional area distribution of the buffer region is not limited to FIGS. 1 to 3 described above, and various embodiments are possible.
Each of the cross-sectional area distributions shown in FIG. 8 is a repeating pattern in which the cross-sectional area of the inlet portion is wide and the cross-sectional area is first reduced and then expanded.
The cross-sectional area distribution shown in FIG. 8A is an example in which the cross-sectional area change is repeated in the order of increasing the cross-sectional area in a substantially vertical linear shape after linearly decreasing the cross-sectional area from the entrance. Note that both the linear area decreasing portion and the area increasing portion may be curved.
The cross-sectional area distribution shown in FIG. 8B is an example in which the cross-sectional area change is repeated at the same increase / decrease rate by a sine curve in which the start point is set so that the cross-sectional shape of the entrance portion is maximized. Instead of a sine curve, the linear cross-sectional area may be increased or decreased at the same increase / decrease rate.
図８（ｃ）に示す断面積分布は、入口部から曲線により断面積を減少した後、同じく曲線により断面積を増すという順序で断面積変化を繰り返す例である。この場合、外側に凸の曲線を採用し、同じ増減割合としているが、内側に凸の曲線としたり、あるいは増減割合が異なるようにしてもよい。
図８（ｄ）に示す断面積分布は、入口部に水平部分を設けた後、直線的な断面積減少部、水平部及び直線的な断面積増加部の順に断面積変化を繰り返す例である。また、この場合の水平部については、たとえば図８（ｅ）に示すように、傾斜した直線としてもよい。なお、図８（ｄ）、（ｅ）の直線部については、曲線としてもよい。
The cross-sectional area distribution shown in FIG. 8C is an example in which the cross-sectional area change is repeated in the order of decreasing the cross-sectional area from the entrance by a curve and increasing the cross-sectional area by the curve. In this case, a convex curve on the outer side is employed and the same increase / decrease rate is used, but a convex curve may be used on the inner side, or the increase / decrease rate may be different.
The cross-sectional area distribution shown in FIG. 8D is an example in which after a horizontal portion is provided at the entrance, the cross-sectional area changes are repeated in the order of a linear cross-sectional area decreasing portion, a horizontal portion, and a linear cross-sectional area increasing portion. . Further, the horizontal portion in this case may be an inclined straight line as shown in FIG. 8 (e), for example. In addition, about the linear part of FIG.8 (d), (e), it is good also as a curve.
図９に示す断面積分布は、何れも入口部の断面積が狭くトンネル１０の入口と同様に設定されており、最初に断面積を増加させた後に減少させるという順序の繰り返しパターンである。
図９（ａ）に示す断面積分布は、入口部から略垂直な直線形状に断面積を増加させた後、比較的緩やかな直線形状に断面積を減少させるという順序で断面積変化を繰り返す例である。なお、直線状の面積減少部分及び面積増加部分は、何れも曲線であってもよい。
図９（ｂ）に示す断面積分布は、入口部の断面形状が小さくなるように始点を設定した波形の曲線により、比較的緩やかな割合の断面積増加と、比較的急激な断面積の減少とを交互に繰り返す断面積変化の例である。
Each of the cross-sectional area distributions shown in FIG. 9 is a repeating pattern in which the cross-sectional area of the entrance portion is narrow and set similarly to the entrance of the
The cross-sectional area distribution shown in FIG. 9A is an example in which the cross-sectional area change is repeated in the order of increasing the cross-sectional area from the entrance portion to a substantially vertical linear shape and then decreasing the cross-sectional area to a relatively gentle linear shape. It is. Note that both the linear area decreasing portion and the area increasing portion may be curved.
The cross-sectional area distribution shown in FIG. 9B is a relatively slow increase in the cross-sectional area and a relatively rapid decrease in the cross-sectional area due to the waveform curve with the starting point set so that the cross-sectional shape of the inlet portion becomes smaller. It is an example of the cross-sectional area change which repeats and alternately.
図９（ｃ）に示す断面積分布は、入口部から急激な直線状に断面積を増加した後、比較的緩やかな外側に凸の曲線により断面積を減少させるという順序で断面積変化を繰り返す例である。この場合、直線を曲線に代えたり、あるいは、外側に凸の曲線を内側に凸の曲線に代えるなどの変形例が可能である。
図９（ｄ）に示す断面積分布は、垂直に立ち上がる直線、水平線、垂直に立ち下がる直線及び水平線の順に断面積変化を繰り返す例である。なお、この場合の直線を曲線に代えたり、あるいは、水平線を傾斜する直線や曲線に代えるなどの変形例が可能である。
The cross-sectional area distribution shown in FIG. 9C repeats the cross-sectional area change in the order of increasing the cross-sectional area in a straight line from the entrance and then decreasing the cross-sectional area with a relatively gentle outward convex curve. It is an example. In this case, it is possible to change the straight line to a curved line, or to change the curved line protruding outward to the curved line protruding inward.
The cross-sectional area distribution shown in FIG. 9D is an example in which the cross-sectional area change is repeated in the order of a straight line rising vertically, a horizontal line, a straight line falling vertically, and a horizontal line. In this case, it is possible to change the straight line in this case to a curved line, or to change the horizontal line to a straight line or curved line that inclines.
図８及び図９に示した断面積分布は、断面積変化の振幅や波長が一定のパターンで繰り返しを行うものであったが、図１０に示す断面積分布は、断面積変化の振幅や波長が変化するものである。
図１０（ａ）は、入口断面積を最大にした状態から直線的に断面積の増減をするが、その振幅は入口側ほど大きく、奥に入るほど小さくなる断面積分布の例である。また、図１０（ｂ）は、入口断面積を最小とした状態から曲線により断面積の増減をするが、その振幅は入口側ほど小さく、奥に入るほど大きくなる断面積分布の例である。なお、図１０に示した二つのパターンは断面積変化の波長が同じであるが、入口側から奥へ徐々に変化させてもよい。
The cross-sectional area distributions shown in FIGS. 8 and 9 are repeated in a pattern in which the amplitude and wavelength of the cross-sectional area change are constant, but the cross-sectional area distribution shown in FIG. 10 is the amplitude and wavelength of the cross-sectional area change. Is something that changes.
FIG. 10A is an example of a cross-sectional area distribution in which the cross-sectional area is linearly increased or decreased from the state where the inlet cross-sectional area is maximized, and the amplitude is larger toward the inlet side and becomes smaller toward the back. FIG. 10B shows an example of a cross-sectional area distribution in which the cross-sectional area is increased or decreased by a curve from the state where the inlet cross-sectional area is minimized, and the amplitude is smaller toward the inlet side and becomes larger toward the back. The two patterns shown in FIG. 10 have the same cross-sectional area change wavelength, but may be gradually changed from the entrance side to the back.
最後に、図１１に示す断面積分布は、異種の断面積分布を組み合わせた例である。
図１１（ａ）には直線による不規則な断面積分布の例が示されており、図１１（ｂ）には曲線による不規則な断面積分布の例が示されている。なお、図示は省略したが、直線と曲線とを組み合わせた不規則な断面積分布や、図８ないし図１０に示したパターンを複数種類組み合わせるなど、異種の断面積分布を組み合わせた種々の変形例が可能になる。
このような緩衝領域の断面積分布については、トンネル１０の長さ、走行する車両１の形状や速度、緩衝工装置２０を設置する立地条件等により、最適な形状を適宜選択して採用すればよい。
Finally, the cross-sectional area distribution shown in FIG. 11 is an example of combining different cross-sectional area distributions.
FIG. 11 (a) shows an example of an irregular cross-sectional area distribution by a straight line, and FIG. 11 (b) shows an example of an irregular cross-sectional area distribution by a curve. Although not shown, various modified examples in which different types of cross-sectional area distributions are combined, such as an irregular cross-sectional area distribution in which straight lines and curves are combined, and a plurality of types of patterns shown in FIGS. 8 to 10 are combined. Is possible.
As for the cross-sectional area distribution of such a buffer region, if an optimum shape is appropriately selected and adopted depending on the length of the
このように、本発明のトンネル坑口部構造によれば、緩衝工装置２０の設置等によりトンネル内部に向かって断面積が増加する部分を含む緩衝領域をトンネル入口部に形成したので、高速で走行する車両１が緩衝工装置２０またはトンネル１０内に突入して発生する圧縮波面の勾配は、緩衝領域における断面積の増加により減少する。また、緩衝工装置２０の緩衝領域が断面積の増減を繰り返したり、断面積の増加割合を減少割合より急激に設定したりすることにより、トンネル１０の内部を伝わってトンネル出口側に至る微気圧波に伴う衝撃音を低減する効果はより一層向上するので、トンネル出口付近で発生していた衝撃音の環境問題を低減または解決することができる。
さらに、緩衝領域の少なくとも一部をトンネル１０の内部に形成することにより、トンネル１０の入口周辺の立地条件に影響されることなく、トンネル１０と比較してそれほど大きな断面積とすることなく容易に衝撃音対策を実施することができる。
As described above, according to the tunnel well opening structure of the present invention, the buffer entrance region including the portion where the cross-sectional area increases toward the inside of the tunnel due to the installation of the
Furthermore, by forming at least a part of the buffer region inside the
また、本発明の緩衝工装置２０は、トンネル内部に向かって断面積が増加する部分を含む緩衝領域を形成するので、高速で走行する車両１がトンネル１０の坑口部に設置された緩衝工装置２０内に突入して発生する圧縮波面の勾配は断面積の増加により減少する。このため、トンネル１０の内部を伝わってトンネル出口側に至る微気圧波に伴う衝撃音が低減され、さらに、断面積の増減を繰り返したり、断面積の増加割合を減少割合より急激に設定したりすることにより、この効果はより一層向上する。従って、この緩衝工装置２０を設置することにより、トンネル出口付近で発生していた衝撃音の環境問題を低減または解決することができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
Further, since the
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
１０ トンネル
１１ 坑口部
１２ 断面積変化部
２０ 緩衝工装置
２１ 内壁面
２２ 入口部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記トンネル入口部にトンネル内部に向かって断面積が増加する部分を含む緩衝領域を形成したことを特徴とするトンネル坑口部構造。 In tunnel tunnel structure that reduces micro pressure waves caused by sudden pressure fluctuations caused by vehicles entering from the tunnel entrance,
A tunnel well opening structure including a buffer region including a portion whose cross-sectional area increases toward the inside of the tunnel at the tunnel entrance.
トンネル内部に向かって断面積が増加する部分を含む緩衝領域を備えていることを特徴とする緩衝工装置。 In the shock absorber that is installed at the tunnel entrance and reduces micro pressure waves caused by sudden pressure fluctuations caused by the entry of vehicles,
A shock absorber device comprising a buffer region including a portion whose cross-sectional area increases toward the inside of the tunnel .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005282039A JP4302086B2 (en) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | Tunnel wellhead structure and shock absorber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005282039A JP4302086B2 (en) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | Tunnel wellhead structure and shock absorber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007092360A JP2007092360A (en) | 2007-04-12 |
| JP4302086B2 true JP4302086B2 (en) | 2009-07-22 |
Family
ID=37978386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005282039A Expired - Fee Related JP4302086B2 (en) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | Tunnel wellhead structure and shock absorber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4302086B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4997518B2 (en) * | 2008-03-31 | 2012-08-08 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | Pressure waveform measuring apparatus and measuring method thereof |
| JP6975099B2 (en) * | 2018-05-28 | 2021-12-01 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | Micro-pressure wave reduction structure of tunnel shock absorber |
| CN114352306B (en) * | 2021-11-30 | 2023-03-21 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | Enlarged tunnel device of high-speed railway tunnel portal and design method thereof |
| CN114183164B (en) * | 2021-11-30 | 2023-03-21 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | Enlarged type voltage reduction buffer device for tunnel portal of high-speed railway and design method |
-
2005
- 2005-09-28 JP JP2005282039A patent/JP4302086B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2007092360A (en) | 2007-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4302086B2 (en) | Tunnel wellhead structure and shock absorber | |
| JP3822368B2 (en) | A shock absorber that reduces low-frequency sound generated at the entrance and exit of the tunnel | |
| JP7004639B2 (en) | Micro-pressure wave reduction structure of tunnel shock absorber | |
| JPH10317896A (en) | Tunnel buffer construction | |
| JPH05113093A (en) | Dome for decompressing impulse wind pressure | |
| JP4555560B2 (en) | Tunnel buffer | |
| JP4205456B2 (en) | Pressure wave reduction structure for fixed structures | |
| JPH09151427A (en) | Sound insulating wall | |
| JP4456557B2 (en) | High speed train | |
| JP2017031734A (en) | Tunnel entrance buffer work | |
| JP2016132928A (en) | Buffer construction | |
| JP4220716B2 (en) | Shock absorber | |
| JP5997629B2 (en) | Micro-pressure wave reducing device and tunnel structure using the device | |
| KR101284021B1 (en) | A pressure wave of tunnel inside and micro pressure wave reductions device of tunnel exit | |
| JP6356988B2 (en) | tunnel | |
| Liu et al. | The influences on railway rolling noise of a rail vibration absorber and wave reflections due to multiple wheels | |
| JP4798991B2 (en) | Soundproofing device | |
| JP6175351B2 (en) | Prediction method of tunnel micro-pressure wave radiated from buffer work | |
| Krylov et al. | Recent progress in the theory of railway-generated ground vibrations | |
| KR20210054224A (en) | Pneumatic tire having sound absorbing part in groove of tread | |
| JP6537276B2 (en) | Shock absorber and cover member | |
| JPH05321592A (en) | Sound absorbing tunnel | |
| JP2012158258A (en) | Method of determining shape of train head part | |
| JP2004232357A (en) | Soundproof wall | |
| CN117189159A (en) | Method for relieving tunnel micro-air pressure wave |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070315 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081128 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081202 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090128 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090407 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090421 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120501 Year of fee payment: 3 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4302086 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120501 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130501 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140501 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |